Automatisierungs-Engineering neu definiert

BU
BU – Bild: Siemens AG

Der Sondermaschinenbauer MTS stand vor der Herausforderung, Automatisierung nahtlos in die bestehenden Workflows zu integrieren. Klassische Ansätze im Automatisierungsengineering wurden den immer anspruchsvolleren Kundenanforderungen nicht mehr gerecht. Die Maschinen wurden komplexer, und die Kunden verlangten hochwertige Produktionsdaten. Doch die klassischen Automatisierungsparadigmen erschwerten die Zusammenarbeit in der Entwicklung, die Wiederverwendung von Code und die Qualitätssicherung. MTS erkannte, dass diese Herausforderungen in der Softwareentwicklung zwar bereits gelöst waren. Um diese erprobten Praktiken auch auf die Automatisierung anzuwenden, fehlten dem Unternehmen jedoch die richtigen Werkzeuge.

„Wir haben schon lange versucht, unsere Softwarepraktiken auf die OT-Entwicklung zu übertragen, aber bei jeder Plattform, die wir gewählt haben, stießen wir an eine Grenze. Wir kamen nicht weiter und konnten nicht wie gewohnt die bekannten Methoden aus der Softwareentwicklung nutzen. Simatic AX ist das Werkzeug und die Umgebung, mit der wir IT-Praktiken endlich in der OT umsetzen können“, erklärt Peter Kurhajec, Chief Technology Officer bei MTS.

IT-ähnliches Engineering

Simatic AX Logic Control Engineering ist eine IT-ähnliche Engineering-Umgebung für Simatic-Steuerungen. Das Tool basiert auf Visual Studio Code und vereint einen text- und dokumentenbasierten Ansatz, objektorientierte Programmierung, Paketmanagement, native Versionskontrolle und Unit-Testing. Automatisierungsingenieure können so bewährte Methoden aus der Softwareentwicklung in ihren Workflows anwenden.

„In Simatic AX Engineering kannst du die gleichen Workflows übernehmen, wie du sie aus der Softwareentwicklung kennst. Man kann also dieselben Pipelines anwenden, wenn man Pakete ausliefert, Software testet oder Änderungen vornimmt“, sagt Kurhajec.

Zudem nutzt MTS die Offenheit des Systems, um die Entwicklung zu automatisieren. Das ist möglich, weil „man Zugriff auf Details im System bekommt, die bei anderen Plattformen nicht zugänglich sind. Das erlaubt es uns, ein komplett neues System auf Simatic AX aufzubauen, das unsere Entwicklungsgeschwindigkeit und Effizienz steigert“, sagt Kurhajec. Dieses System, genannt AX#, wird von MTS als Open-Source-Software veröffentlicht und unterstützt das Team, die Entwicklung ihrer Maschinen zu automatisieren. „Das AX#Framework unterstützt dabei, komplexe Maschinen mit vielen Komponenten sehr schnell zusammenzustellen. Jede Komponente ist von der Hardware entkoppelt, da es sich um eine Softwarekomponente handelt“, sagt Blazej Kuhajda, Senior Developer bei MTS. Das fehlende Puzzleteil für die weitere Automatisierung der Prozesse war die Engineering-Umgebung selbst.

Datenqualität und Code-Effizienz

Doch warum investiert MTS so viel Zeit und Energie in diesen neuen Ansatz? „Unsere Kunden wollen Daten in die Cloud senden; sie wollen aus diesen Daten Erkenntnisse gewinnen“, erklärt Martin Hareznik, Leiter der Softwareabteilung.

Siemens hat objektorientierte Programmierung in Structured Text eingeführt, sodass MTS die Datenerfassung direkt in das Komponentendesign integrieren kann. Eine ‚Motor‘-Komponente protokolliert automatisch relevante Messwerte – Drehmoment, Geschwindigkeit, Temperatur, Fehlerereignisse – jeweils mit präzisem Zeitstempel.

„Das Schwierige ist, hochwertige Daten aus der Produktion zu bekommen, weil dafür viel manuelle Arbeit und Tests nötig sind“, merkt Peter Kurhajec an. Softwareentwicklungsmechanismen wie Git-Versionierung oder Paketmanagementsysteme ermöglichen iterative Entwicklungsprozesse und stellen hohe Qualität und Versionskonsistenz über mehrere Entwickler hinweg sicher. „Was wir mit Simatic AX erreichen konnten, ist die Entwicklung von Systemen, die tatsächlich qualitativ hochwertige, fein aufgeschlüsselte Daten liefern“, sagt Hareznik. „Wenn wir z.B. Daten in einer Datenbank speichern wollen, genügt in der SPS nur eine einzige Codezeile“.

Das hat die Arbeitsabläufe bei MTS grundlegend verändert. „AX kann viele Prozesse für uns automatisieren. Wir können unseren Applikationsingenieuren sehr schnell neue Services bereitstellen“, ergänzt Martin.

AX# und AXOpen

Zusätzliches Potenzial liegt in der Erweiterbarkeit der Software. So wie Softwareentwickler eigene Toolchains und Frameworks schaffen, um domänenspezifische Herausforderungen zu lösen, erkannte MTS, dass sie auf Basis der offenen Architektur von AX ihre eigenen Tools entwickeln konnten. Im Ergebnis entstanden individuelle Entwicklungswerkzeuge, die die Engineering-Prozesse unterstützen und durch Bereitstellung als Open Source Projekte der gesamten Automatisierungsgemeinschaft zugutekommen können.

Ihre Projekte AX# und AXOpen sind in ihrer GitHub-Community zu finden. AX# übersetzt automatisch SPS-Programme in .NET-Bibliotheken, ermöglicht dadurch strukturierten Datenzugriff und automatisierte HMI-Generierung. Manuelle UI-Programmierung ist nicht notwendig.

AXOpen bietet ein Anwendungs-Framework mit Koordination von primitiven, umfangreichem Datenhandling und vorkonfigurierten Komponenten. Gemeinsam beschleunigen diese Erweiterungen die Maschinenzusammenstellung erheblich. „All das war möglich, weil AX von Grund auf offen ist und APIs bereitstellt, die es ermöglichen, die Umgebung zu erweitern und zu bereichern“, betont Kurhajec.

IT und OT zusammenführen

Da Automatisierung zunehmend mit Cloud-Systemen und Datenanalysen kombiniert wird, benötigen Hersteller Entwicklungsansätze, die ihre Wettbewerbsfähigkeit unterstützen. „Als ich in die Industrie kam, habe ich diese große Lücke gesehen zwischen dem Vorgehen in der Softwarewelt und dem in der industriellen Automatisierung. Ich denke, wir konnten mit Simatic AX Engineering diese Konvergenz zwischen IT und OT effizient herstellen“, betont Kurhajec. Der Einsatz des Tools bei Modern Technology Systems zeigt den Wandel, den industrielle Automatisierung durchläuft. Bewährte Praktiken aus der Softwareentwicklung können übernommen werden und unterstützen Hersteller dabei, Verbesserungen in Geschwindigkeit, Qualität und Leistungsfähigkeit zu erzielen.



  • 350Mrd.€ weniger Wertschöpfung durch die Pandemie

    350Mrd.€ weniger Wertschöpfung durch die Pandemie

    Laut einer Studie des Instituts der deutschen Wirtschaft (IW) sind durch die Corona-Pandemie bisher 350Mrd.€ an Wirtschaftsleistung verloren gegangen. Im ersten Quartal dieses Jahres gehen die IW-Experten von einem weiteren…

    mehr lesen: 350Mrd.€ weniger Wertschöpfung durch die Pandemie

  • Umstellung auf S4/Hana für viele Unternehmen eine Herausforderung

    Umstellung auf S4/Hana für viele Unternehmen eine Herausforderung

    Umstellung auf S/4Hana ja, aber keine Zeit für die Vorbereitung. So sieht es die Mehrheit der befragten Unternehmen in einer Studie des Analystenhauses Techconsult. Bei 90 Prozent der Studienteilnehmer bemängeln…

    mehr lesen: Umstellung auf S4/Hana für viele Unternehmen eine Herausforderung

  • Allianz zwischen PTC und Schaeffler

    Allianz zwischen PTC und Schaeffler

    Schaeffler und PTC gehen eine strategische Partnerschaft, im Rahmen derer neue digitale Möglichkeiten in der Produktentwicklung entstehen sollen. Die Allianz soll zudem auf Schaefflers Roadmap 2025 einzahlen.

    mehr lesen: Allianz zwischen PTC und Schaeffler

  • Ein KI-Sprachmodell für Europa

    Ein KI-Sprachmodell für Europa

    Im Forschungsprojekt ’OpenGPT-X’ soll ein KI-Sprachmodell für Europa entstehen. Unter der Leitung der Fraunhofer-Institute für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS und für Integrierte Schaltungen IIS entwickelt ein Konsortium aus zehn…

    mehr lesen: Ein KI-Sprachmodell für Europa

  • Eine ’5G-Lawine’ lostreten

    Eine ’5G-Lawine’ lostreten

    In einem Acatech Impuls mit dem Titel ’5G in der Industrie’ zeigen die Projektbeteiligten auf, welche Maßnahmen nötig sind, um der Technologie zum Durchbruch zu verhelfen.

    mehr lesen: Eine ’5G-Lawine’ lostreten

  • Weniger Treibhausgasausstoß im ersten Pandemie-Jahr

    Weniger Treibhausgasausstoß im ersten Pandemie-Jahr

    Das Umweltbundesamt (UBA) hat seine finalen Berechnungen zum Emissionsausstoß 2020 an die Europäische Kommission übermittelt. Demnach ist der Ausstoß insgesamt zurückgegangen. UBA-Präsident Dirk Messner geht jedoch davon aus, dass der…

    mehr lesen: Weniger Treibhausgasausstoß im ersten Pandemie-Jahr

  • Heike Kohler-Reineke leitet Marketing bei Easy Software

    Heike Kohler-Reineke leitet Marketing bei Easy Software

    Mit Heike Kohler-Reineke hat Easy Software eine neue Leiterin für den Bereich Marketing & Communications. Sie wechselt von Sage zum Softwareanbieter.

    mehr lesen: Heike Kohler-Reineke leitet Marketing bei Easy Software

  • Zwei Drittel fürchten Online-Tracking

    Zwei Drittel fürchten Online-Tracking

    Laut einer Umfrage von NordVPN sind Deutsche zunehmend besorgt, dass Cyberkriminelle sie im Netz tracken, um an Daten und sogar ihre Identität heranzukommen.

    mehr lesen: Zwei Drittel fürchten Online-Tracking

  • Hannover Messe in den Frühsommer verschoben

    Hannover Messe in den Frühsommer verschoben

    In diesem Jahr wird die Hannover Messe nicht wie gewohnt im April stattfinden, sondern im Frühsommer. Aufgrund der aktuellen Corona-Lage soll die Messe vom 30. Mai bis zum 2. Juni…

    mehr lesen: Hannover Messe in den Frühsommer verschoben

  • Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen effektiv nutzen

    Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen effektiv nutzen

    Ransomware gehört zu den besonders variantenreichen Angriffstaktiken im Bereich Cyberkriminalität: Das BSI gibt an, dass täglich mehr als 400.000 neue Typen entwickelt werden – Tendenz steigend.

    mehr lesen: Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen effektiv nutzen

  • Konjunkturausblick verbessert sich

    Konjunkturausblick verbessert sich

    Mit nun 51,7 Punkten sind die ZEW-Konjunkturerwartungen im Januar gestiegen. Der Lageindikator ist in der aktuellen Umfrage jedoch erneut gesunken.

    mehr lesen: Konjunkturausblick verbessert sich

  • Unternehmen sehen Cyberangriffe als Top-Bedrohung

    Unternehmen sehen Cyberangriffe als Top-Bedrohung

    Cybergefahren sind im Jahr 2022 die größte Sorge für Unternehmen weltweit, so das aktuelle Allianz Risk Barometer 2022. Demnach beunruhigt die Bedrohung durch Ransomware-Angriffe, Datenschutzverletzungen oder IT-Ausfälle die Unternehmen sogar…

    mehr lesen: Unternehmen sehen Cyberangriffe als Top-Bedrohung